一種用于固相微萃取的三維電聚焦微流控芯片及其制作方法，該芯片包括氣路液路層和氣路層，或者相同的兩層氣路液路層；氣路液路層包含氣路流道和氣路儲存池，液路流道和液路儲存池，液路流道形成有用于存儲固相萃取顆粒的瓶頸結構；氣路層與氣路液路層中的氣路結構相同，包含氣路流道和氣路流道相連的氣路儲存池；氣路液路層中,氣路流道從氣路儲存池開始形成一條流道，在中途分成兩條氣路流道，對稱分布于液路流道兩側，并且最終在液路流道處相交相通，形成噴嘴；氣路流道的深度大于液路流道的深度，且液路流道的出口在橫向和流道深度方向均位于氣路流道的中間位置。本發明可實現固相微萃取以及芯片串聯質譜檢測雙重功能。

技術領域

本發明涉及一種用于固相微萃取的三維電聚焦微流控芯片及其制作方法，該微流控芯片可以進行固相萃取并與質譜聯用、在氣液兩相流中用于產生微小液滴。

背景技術

固相微萃取是20世紀90年代初由Arthur和Pawliszy首次提出并發展起來的用于吸附并濃縮待測物中目標物質的樣品處理方法。SPME是一種集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體的無溶劑樣品前處理技術，是在固相萃取技術基礎上發展起來的，由于其固定相的體積遠小于樣品體積而定義為微萃取。該技術是基于待測分析物在固定相與溶液之間的分配系數的不同而將目標分析物從樣品基質中提取出來。傳統的固相萃取的過程一般包括吸附劑的預處理，樣品吸附，洗滌，洗脫以及洗脫液的蒸發濃縮。固相微萃取也包含其中一些步驟。

近年來基于微流控芯片平臺的固相微萃取越來越受到關注，與傳統的SPE相比，SPME平臺操作簡便、測試快、費用低、取樣和富集同步進行、對樣本污染小、不破壞樣品體系原始平衡、易與質譜、色譜和電泳等高效分析技術聯用，實現在線自動化操作，使得樣品處理技術及分析、操作簡單省時。

微流控芯片(microfluidic)，又稱芯片實驗室，最早產生于20世紀70年代，由斯坦福大學的Terry等人最先研究，他們用硅片制作了早期微流控芯片的雛形，該芯片在當時主要用于空氣成分的檢測和分析。目前微流控芯片通常以聚二甲基硅氧烷(PDMS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等高分子聚合物、玻璃、硅等為材料進行加工。與傳統的化學實驗和生物學實驗相比，微流控芯片具有尺寸微小、比表面積大的特點，通道尺寸在微米級，與細胞尺寸相近，非常適宜用來進行細胞級的研究。而質譜(mass spectrometer)作為一種高靈敏度的檢測手段，是對未知微量物質進行定性定量分析的最佳選擇。兩者的聯用將對未知物質分析、食品檢測、生物化學分析等相關儀器的發展具有非常重要的意義。

質譜分析是測量離子質荷比的一種分析方法，其基本原理是使試樣中各組分在離子源中發生電離，生成不同質荷比的帶正電荷的離子，經加速電場的作用，形成離子束，進入質量分析器，利用電場和磁場使離子發生偏轉，將它們分別聚焦得到質譜圖，從而確定其質量。質譜儀正是應用這種原理對未知物質進行分析的儀器。電噴霧質譜(ElectrosprayIon-Mass Spectrometer，ESI-MS)聯用比較早就應用于物質分析領域，然而在質譜儀具有高靈敏度這一優點的同時，其對離子源的要求往往也很高。傳統的噴霧針離子源需要對樣品在其他平臺上進行前處理、樣品消耗量大、分離效率與傳輸效率不高等問題。聯用質譜的微流體電噴霧離子源應運而生，微流體芯片可以集成樣品的前處理、預分離、電噴霧等功能，大大提高了檢測的靈敏度，降低樣品的消耗量。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于固相微萃取的三維電聚焦微流控芯片及其制作方法，該芯片用來進行固相微萃取，用于前處理試劑，產生微米，甚至納米級別的微小液滴，串聯質譜儀，進行物質成分的檢測。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：